摘要：糖廠壓榨機為扭矩較大的旋轉(zhuǎn)機械，動力由減速器通過聯(lián)軸器傳遞給壓榨機的壓榨輥。糖廠壓榨機工作時載荷較大，容易造成壓榨輥的軸線誤差，減速器的輸出軸和壓榨輥的同軸度很差，因此該處聯(lián)軸器的選擇至關(guān)重要。文章探討應(yīng)用一種柔性聯(lián)軸器代替?zhèn)鹘y(tǒng)糖廠壓榨機應(yīng)用的方軸聯(lián)軸器，從而使糖廠壓榨機的節(jié)能效率和安全性得到提升。

關(guān)鍵詞：糖廠壓榨機；柔性聯(lián)軸器；減速器；輸出軸；壓榨輥 文獻標識碼：A

中圖分類號：TS24 文章編號：1009-2374（2015）19-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.028

我國食糖生產(chǎn)的主要原料為甘蔗，而采用壓榨的方式從甘蔗中提取甘蔗汁是當前我國糖廠普遍的生產(chǎn)方式。在糖廠中，把甘蔗經(jīng)過預(yù)處理破碎撕成絲狀后送到壓榨機進行壓榨，從而獲得甘蔗汁。因此，壓榨機成為我國甘蔗糖廠必不可少的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，壓榨機的主要工作部件為壓榨輥，壓榨機通過壓榨輥擠榨出甘蔗汁。壓榨機的動力通常由電動機提供，由于電動機的轉(zhuǎn)速較快、扭矩相對較小，需通過一個減速器降低轉(zhuǎn)速增加動力扭矩，然后再由減速器輸出軸把動力傳遞給壓榨機的壓榨輥。甘蔗糖廠壓榨機屬于動載荷大型設(shè)備，其設(shè)備本身存在不可忽視的制造誤差、裝配誤差以及安裝誤差等，這些誤差導(dǎo)致減速器輸出軸和壓榨輥的同軸度很差，對設(shè)備整體效率、可靠性、使用壽命大大不利。國內(nèi)某糖廠解決這個問題的傳統(tǒng)方法是在減速器輸出軸和壓榨輥之間設(shè)置一個方形聯(lián)軸器，而方形聯(lián)軸器由于自身結(jié)構(gòu)的局限性存在著一些不足，本文提出用柔性聯(lián)軸器代替方聯(lián)軸器的方案對其進行改善。

1 糖廠壓榨機應(yīng)用的傳統(tǒng)聯(lián)軸器

在我國，壓榨機為糖廠的必不可少的生產(chǎn)設(shè)備，其由電動機拖動減速器，然后再由減速器輸出軸通過聯(lián)軸器驅(qū)動壓榨輥。制糖壓榨機的這種聯(lián)軸器傳統(tǒng)意義上有兩種類型：方軸剛性聯(lián)軸器和萬向軸聯(lián)軸器。其中前者有以下缺點：相對位移補償范圍過小，會有較大的附著力產(chǎn)生，當壓榨機進料量不均勻時，即負載突變時易損壞聯(lián)軸器，且更換繁瑣、時間長。后者雖然補償范圍大，但是其缺點在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、不容易安裝。因此，傳統(tǒng)意義上方軸聯(lián)軸器為糖廠壓榨機的主流，但是方軸聯(lián)軸器由于其自身的缺陷，越來越不能滿足當前糖廠的需求。

2 柔性聯(lián)軸器

1.左半聯(lián)軸器；2.主鋼絲繩；3.浮動連接塊；

4.右半聯(lián)軸器；5.輔鋼絲繩

圖1 柔性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖

柔性聯(lián)軸器主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要零部件有左半聯(lián)軸器、右半聯(lián)軸器、浮動連接塊、主鋼絲繩和輔鋼絲繩等。通常情況下，柔性聯(lián)軸器的左半聯(lián)軸器和減速器輸出軸連接，右半聯(lián)軸器和壓榨機的壓榨輥連接，而鋼絲繩連接浮動連接塊與左半聯(lián)軸器、右半聯(lián)軸器。壓榨機工作時，動力通過減速器傳遞給左半聯(lián)軸器，左半聯(lián)軸器通過鋼絲繩把動力傳遞給右半聯(lián)軸器，然后右半聯(lián)軸器驅(qū)動壓榨輥進行工作。鋼絲繩由于自身結(jié)構(gòu)特點，可以允許有較大的變形，因此可以使減速器輸出軸與壓榨輥之間的同軸度誤差消除，使壓榨機工作在良好的工況之下。相對于方軸聯(lián)軸器，柔性聯(lián)軸器有以下優(yōu)點：（1）柔性聯(lián)軸器的強度好、耐大沖擊載荷；（2）柔性聯(lián)軸器安裝方便，維護簡單，可以大大節(jié)約安裝維護所用的時間及人力物力；（3）柔性聯(lián)軸器連接可靠性搞，且其旋向可調(diào)范圍大；（4）柔性聯(lián)軸器具有很大的同軸度誤差補償量，可以使電動機工作電流穩(wěn)定，這樣既降低了能耗，又使電動機的壽命得到延長；（5）壓榨機工作時，壓榨輥的頂輥通常有30mm內(nèi)的浮動量，而柔性聯(lián)軸器允許的偏移量為±50mm，因此可以完全消除頂輥浮動給設(shè)備帶來的問題。而傳統(tǒng)的方軸聯(lián)軸器卻沒有這個補償功能，當壓榨機載荷不均勻時容易導(dǎo)致電動機、減速器和聯(lián)軸器的損壞。

3 現(xiàn)場試驗

通過前文分析可知，柔性聯(lián)軸器要遠遠優(yōu)于方軸聯(lián)軸器。因此我們決定在某糖廠進行實地試驗，以驗證柔性聯(lián)軸器的功效。為了方便對比，我們用柔性聯(lián)軸器代替該糖廠1號壓榨機、2號壓榨機、5號壓榨機所用的方軸聯(lián)軸器（如圖2所示），而3號壓榨機和4號壓榨機保持原狀。

圖2 使用柔性聯(lián)軸器的壓榨機

通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和分析，我們發(fā)現(xiàn)使用柔性聯(lián)軸器的3臺壓榨機的振動要大大低于使用方軸聯(lián)軸器的另2臺壓榨機，5臺壓榨機的振動具體數(shù)據(jù)如表1所示。從表1中數(shù)據(jù)可知，使用柔性聯(lián)軸器可以使減速器輸入軸振動幅度降低41%，輸出軸振動幅度降低53%，這將使電動機和減速器的工況得到很大改善，降低它們損壞的概率。同時我們還發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一段時間的運行，3號和4號壓榨機的減速器輸出軸已經(jīng)有潤滑油泄露的現(xiàn)象，而1號、2號和5號壓榨機的減速器卻沒有，這足以說明柔性聯(lián)軸器的使用能很好地吸收壓榨輥傳遞過來的沖擊載荷，方軸聯(lián)軸器卻不具備這個功能。

表1 壓榨機的振動數(shù)據(jù)

壓榨機

序號

振動

數(shù)據(jù) 1號 2號 3號 4號 5號

減速機輸入軸（mm） 2.7 2.0 3.9 4.0 2.3

減速機輸出軸（mm） 0.9 0.7 1.6 1.9 0.9

聯(lián)軸器類型 柔性聯(lián)軸器 柔性聯(lián)軸器 方軸聯(lián)軸器 方軸聯(lián)軸器 柔性聯(lián)軸器

電動機所消耗的電能與載荷相關(guān)，當載荷多變有沖擊的時候會導(dǎo)致電動機輸入電流大小有波動，這對電動機的壽命和節(jié)能是大大不利的。表2為該糖廠壓榨機使用柔性聯(lián)軸器和沒有使用柔性聯(lián)軸器之前能耗的對比，從表2中可以看出糖廠在使用柔性聯(lián)軸器后，能耗降低20%以上，僅此一項經(jīng)濟效益就非?？捎^。

表2 實用柔性聯(lián)軸器前后糖廠能耗對比

時間

項目 12月上旬 12月中旬 12月下旬 1月上旬 1月中旬 1月下旬 2月上旬 2月中旬 2月下旬

方軸聯(lián)軸器

（度/噸）

（2013～2014年） 1.11 1.11 1.10 1.19 1.26 1.26 1.31 1.26 1.22

柔性聯(lián)軸器

（度/噸）

（2014～2015年） 0.90 0.81 0.88 0.88 0.91 0.90 1.03 0.94 1.03

4 結(jié)語

本文提出應(yīng)用柔性聯(lián)軸器代替糖廠傳統(tǒng)壓榨機的方軸聯(lián)軸器，相比較而言，柔性聯(lián)軸器具有耐沖擊、安裝維護方便、可靠性高、偏差調(diào)整范圍大等優(yōu)點，且在實際使用過程中可以大大改善糖廠壓榨機的工況，提高其關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命，降低整機能耗。

參考文獻

[1] 陳維均，許斯欣.甘蔗制糖原理與技術(shù)——甘蔗提汁[M].南寧：廣西輕工業(yè)出版社，2001.

[2] 阮毅.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

作者簡介：丁潤聲（1964-），男，廣西賓陽人，南寧糖業(yè)股份有限公司中級工程師，研究方向：制糖廠的制糖機械設(shè)備技術(shù)研究及管理。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint